Octave Photonics Highly Nonlinear Fiber Module (HiFi) 
1560nm 펨토초 레이저 기반 1000–1800nm 광대역 슈퍼컨티뉴엄 생성용 고비선형 광섬유 모듈 

(Octave Photonics) 

Octave Photonics HiFi는 펨토초 레이저 입력을 이용해 넓은 스펙트럼의 슈퍼컨티뉴엄을 생성하기 위한 고비선형 광섬유 모듈입니다. 짧은 펄스가 비선형 광섬유를 통과하면 자기위상변조, 분산, 솔리톤 동역학 등 여러 비선형 효과가 함께 작용해 입력 레이저보다 훨씬 넓은 파장 영역의 빛을 만들 수 있습니다. HiFi는 이러한 광대역 스펙트럼 생성을 실험실에서 더 쉽게 사용할 수 있도록, 고비선형 광섬유와 편광 유지 광섬유를 저손실로 접속한 모듈 형태로 제공합니다.

대표적인 구성은 약 1560 nm 중심 파장의 펨토초 레이저를 입력으로 사용하며, 200 fs 미만의 펄스폭과 0.4–2 nJ 수준의 입력 펄스 에너지에서 동작하도록 설계됩니다. 반복률은 일반적으로 50–500 MHz 범위의 레이저에 대응하며, 출력 스펙트럼은 사용되는 비선형 광섬유 종류와 입력 펄스 조건에 따라 약 1000–1800 nm 범위로 확장될 수 있습니다. 예를 들어 1560 nm, 100 MHz 펨토초 레이저와 0.5 m 길이의 고비선형 광섬유를 사용할 경우, 입력 펄스 에너지와 광섬유 종류에 따라 950–1450 nm 영역의 광대역 스펙트럼을 생성하고 피크 위치를 1000–1250 nm 부근으로 조정할 수 있습니다.

HiFi의 장점은 고비선형 광섬유를 단순한 벌거벗은 광섬유 상태가 아니라 실험에 바로 연결하기 쉬운 형태로 제공한다는 점입니다. 완전 재킷 처리된 광섬유 형태는 일반 광섬유처럼 취급하기 쉬우며, 기존 스풀 방식보다 공간을 적게 차지하고 내구성이 높습니다. 더 견고한 장착이 필요한 경우에는 소형 알루미늄 하우징에 넣은 모듈형 구성도 선택할 수 있어, 고출력 실험이나 장비 내장형 구성에도 대응하기 좋습니다.

효율 측면에서는 고비선형 광섬유와 표준 편광 유지 광섬유 사이의 접속 손실을 낮춘 것이 중요합니다. HiFi는 접속부 손실이 일반적으로 약 0.5 dB 수준이며, 사양 기준으로도 접속당 1 dB 미만을 목표로 합니다. 입력·출력 광섬유는 PM1550, PM980 또는 맞춤형 구성이 가능하고, 광섬유 피그테일 길이는 필요에 따라 5 mm 수준까지 짧게 구성할 수 있습니다. 짧은 피그테일은 모듈 내부로 들어가기 전 펄스가 불필요하게 늘어나는 것을 줄이는 데 유리하므로, 짧은 펄스를 비선형 광섬유 시작점까지 유지해야 하는 슈퍼컨티뉴엄 생성에서 중요한 요소입니다.

광섬유 선택에 따라 출력 스펙트럼의 성격도 달라집니다. 이상분산 고비선형 광섬유는 수백 nm 폭의 넓은 스펙트럼을 생성하는 데 주로 사용되며, 정상분산 고비선형 광섬유는 수십 nm 수준의 더 제어된 스펙트럼 확장에 적합합니다. 정상분산 구성은 약 1 ps 펄스를 약 100 fs 수준으로 압축하기 위해 필요한 추가 대역폭을 만드는 용도로도 활용할 수 있습니다. 표준 분산 값으로는 1, 5, 8, -3 ps/nm/km 계열이 제공되며, 필요에 따라 맞춤형 분산 프로파일도 구성할 수 있습니다.

HiFi는 0.01–10 m 범위의 비선형 광섬유 길이로 제작할 수 있으며, 일반적인 구성은 0.2–2 m 범위입니다. 커넥터는 FC/APC, FC/PC 또는 맞춤형 구성을 선택할 수 있고, 편광 유지 광섬유 기반으로 구성되어 기존 1560 nm 펨토초 레이저, 광증폭기, 파장 선택 분리기와 함께 사용하기 좋습니다. 출력 스펙트럼은 입력 펄스폭, 펄스 에너지, 반복률, 광섬유 길이와 분산 값에 따라 달라지므로, 목적 파장대에 맞는 설계를 위해 비선형 슈뢰딩거 방정식 기반 시뮬레이션을 활용할 수 있습니다.

Octave Photonics HiFi는 슈퍼컨티뉴엄 광원, 고비선형 광섬유 모듈, 1560 nm 펨토초 레이저용 광대역 스펙트럼 생성기, 주파수 콤 대역폭 확장 모듈, 광대역 분광용 비선형 광섬유 모듈을 찾는 연구실에 적합합니다. 정밀 분광, 주파수 콤, 초고속 광학, 광대역 계측, 펄스 압축용 대역폭 확장처럼 넓은 스펙트럼과 안정적인 광섬유 기반 구성이 필요한 응용에서, HiFi는 사용 편의성, 낮은 접속 손실, 다양한 분산 선택, 견고한 패키지 구성을 함께 제공하는 실용적인 고비선형 광섬유 솔루션입니다.

특징 

■ 풀 재킷 광섬유 구조로 내구성을 높이고 스풀 대비 설치 공간을 줄인 컴팩트 파이버 솔루션
■ 약 0.5 dB 손실의 초저손실 PM1550-HNLF 접속으로 높은 광 변환 효율 지원
■ 5 mm까지 짧은 PM 파이버 피그테일 구성으로 짧은 펄스 전달 성능 제공
■ 고출력 응용을 위한 견고한 소형 금속 하우징 옵션 지원
■ 출력 의존 스펙트럼 특성 분석을 제공하는 정밀 파이버 광원 구성
■ 파워 앰프와 파장 선택 스플리터를 포함한 완성형 시스템 구성 가능

제품 사양 

파이버 옵션 

HiFi는 대부분의 1550 nm 고비선형 광섬유, 즉 HNLF를 사용하여 제작할 수 있습니다.

이상 분산 HNLF는 가장 일반적으로 사용되는 방식이며, 보통 수백 nm에 걸친 광대역 스펙트럼을 생성하는 데 사용됩니다. 정상 분산 HNLF는 수십 nm 수준까지 정밀하게 제어된 스펙트럼 확장을 제공할 수 있으며, 약 1 ps 펄스를 약 100 fs 수준으로 압축하는 데 필요한 추가 대역폭을 생성하는 용도로 자주 사용됩니다.

HiFi는 아래에 나열된 표준 비선형 광섬유를 사용하여 제작할 수 있습니다. 추가적인 커스텀 분산 프로파일도 요청 시 제공 가능합니다.

출력 스펙트럼은 사용자의 레이저 입력 조건을 기반으로 octavephotonics.com/nlse에서 시뮬레이션할 수 있습니다. 하단의 “Fiber” 탭을 클릭한 뒤 비선형 광섬유 옵션 중 하나를 선택하면 됩니다.

입력 커플링 손실과 실제 레이저의 시간 프로파일에서 발생하는 불완전성 때문에, 원하는 스펙트럼을 생성하기 위해 실험적으로 필요한 펄스 에너지는 일반적으로 시뮬레이션 결과보다 20~50% 더 높습니다. 최상의 성능을 위해서는 펄스가 비선형 광섬유의 시작 지점에서 압축되어 있어야 합니다.

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